——訪大連化學(xué)物理研究所研究員 新興能源科技有限公司總經(jīng)理 呂志輝

神華包頭甲醇制烯烴項目（DMTO)

  面對全球石油資源的日漸枯竭，以及當前我國“富煤少油”的能源現(xiàn)狀，大力發(fā)展非石油烯烴工業(yè)，成為我國應(yīng)對能源危機、保證石油工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)燕尾服的重要途徑。經(jīng)過多年的潛心攻關(guān)，中科院大連化物所在甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術(shù)方面取得一系列可喜的突破，并從2004年開始，與新興能源科技有限公司、中石化洛陽石油化工工程公司共同開啟了科研成果產(chǎn)業(yè)化的道路。多年來，該技術(shù)在升級換代和工程化方面取得了哪些突出成就？技術(shù)研發(fā)過程中有著怎樣的艱辛歷程？為此，本報記者采訪了大連化學(xué)物理研究所研究員、新興能源科技有限公司總經(jīng)理呂志輝，他為我們講述了DMTO技術(shù)背后的故事。

  潛心攻關(guān)摘取碩果

  記者：聽說當初全球第一套甲醇制烯烴工業(yè)化項目——神華包頭項目在遴選技術(shù)方案時，開始選定的是引進美國環(huán)球油品公司的MTO技術(shù)。但在正式投建時，神華又毅然決然地改變了原先的技術(shù)方案，換成了大連化物所研發(fā)的DMTO技術(shù)，你們是如何在與世界頂級技術(shù)強手的同臺競爭中勝出的？

  呂志輝：這是大連化物所長期致力于非石油路線制烯烴的技術(shù)研發(fā)、長期積累的技術(shù)實力的結(jié)果，所以我們能在與世界技術(shù)強手的競爭中脫穎而出。非石油路線制烯烴技術(shù)的研發(fā)，起源于上世紀七十年代對石油危機的認識。早在“六五”期間，中國科學(xué)院和國家有關(guān)部委立足于對國情的深刻認識，就把非石油路線制取低碳烯烴列為重大項目，給予了重點支持。中科院大連化學(xué)物理研究所于上世紀八十年代初在國內(nèi)外率先開展了煤或天然氣制取低碳烯烴的研究工作，主要圍繞其關(guān)鍵的中間反應(yīng)環(huán)節(jié)——甲醇制低碳烯烴（乙烯、丙烯）工藝進行了連續(xù)攻關(guān)。

  低碳烯烴是構(gòu)建現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石，低碳烯烴的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平是衡量一個國家石油化工產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)達程度的重要標志。我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對低碳烯烴的需求量也日益增加。目前，烯烴生產(chǎn)主要依賴石油資源，其中石腦油占大部分，其他原料包括烷烴、加氫柴油、部分重質(zhì)油等等。以輕烴和石腦油為原料的水蒸汽裂解是制取低碳烯烴的主要途徑，產(chǎn)物以乙烯為主，副產(chǎn)丙烯。隨著石油資源的日益枯竭以及油價的不斷攀升，我國石油進口依存度不斷提高，烯烴生產(chǎn)的成本也不斷增加。形勢迫使我們加快了DMTO技術(shù)的研發(fā)進程，技術(shù)水平得以快速提高，我們技術(shù)的各項指標很快趕上了國外先進公司的指標。如2006年專家對我們?nèi)f噸級工業(yè)性試驗裝置的考核結(jié)果就顯示，甲醇轉(zhuǎn)化率達99.18%，乙丙烯加碳四的選擇性達89.15%，噸烯烴甲醇消耗2.96噸，這些主要指標都達到國際領(lǐng)先水平。技術(shù)競爭是以水平說話的，所以我們能最終在神華包頭項目的技術(shù)遴選中勝出。

  記者：科研技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，是現(xiàn)在國內(nèi)科研單位普遍遇到的一道難題，但你們在DMTO技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化方面取得了成功，你們是如何做到這一點的？

  呂志輝：工業(yè)性試驗及工程化放大是實驗室技術(shù)成果走向工業(yè)化的重要中間環(huán)節(jié)。通過工業(yè)性試驗，驗證和優(yōu)化催化劑規(guī)模化制備技術(shù)和反應(yīng)工藝，建立實驗室結(jié)果和放大結(jié)果之間的內(nèi)在聯(lián)系，掌握放大規(guī)律，獲取必要的基礎(chǔ)試驗數(shù)據(jù)，為大型工業(yè)化裝置提供設(shè)計基礎(chǔ)。但試驗需要大量投資，而且投資的風險很大。為了盡快實現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，我們走了一條創(chuàng)新之路。2004年，大連化物所決定與新興能源科技有限公司、中國石化集團洛陽石油化工工程公司三方合作，建設(shè)萬噸級工業(yè)性試驗裝置，甲醇處理量50-75噸/天，開展甲醇制烯烴技術(shù)工業(yè)性試驗，該工藝技術(shù)命名為DMTO。

  2005年12月，我們完成了工業(yè)性試驗裝置建設(shè)；2006年6月，完成了包括投料試車、條件試驗、考核運行等歷時近1200小時的三個階段的工業(yè)化試驗；2006年8月，該項目在北京通過中國石化協(xié)會組織的技術(shù)成果鑒定。現(xiàn)場考核專家組認為，該工業(yè)化試驗成果是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，裝置運行穩(wěn)定、安全可靠，技術(shù)指標先進，處于國際領(lǐng)先水平，是當時世界上唯一的萬噸級甲醇制取低碳烯烴工業(yè)化試驗裝置。2006年8月24日，在北京人民大會堂召開的新聞發(fā)布會上正式宣布世界首套萬噸級甲醇制烯烴工業(yè)化成套技術(shù)喜獲成功。

  DMTO工業(yè)性試驗，利用大型的試驗裝置，不僅驗證了批量生產(chǎn)的催化劑的優(yōu)異性能，驗證和優(yōu)化了甲醇制低碳烯烴工藝技術(shù)，為大型化工業(yè)裝置的設(shè)計、建設(shè)和運行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；同時也發(fā)現(xiàn)，工業(yè)性試驗結(jié)果與實驗室中試結(jié)果存在著一定的差異，驗證了這樣一個原則，即甲醇制取低碳烯烴技術(shù)大型化的過程中，一定規(guī)模的工業(yè)性試驗是必須的或不可缺少的。

  DMTO技術(shù)的研發(fā)和工業(yè)化過程得到了國家的高度重視。國家發(fā)改委將DMTO工業(yè)性試驗列為國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)項目專項([2005]1255號)，并專門召開DMTO產(chǎn)業(yè)化布局會議，及時核準世界首套煤制烯烴項目，并列為國家示范工程。2010年，工信部牽頭，15個部委（單位）聯(lián)合成立協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組，保障國家示范項目順利實施。
在DMTO科技成果產(chǎn)業(yè)化過程中，科研院所創(chuàng)新思維，與地方緊密結(jié)合，由企業(yè)牽頭、政府支持，各方力量共同協(xié)作攻關(guān)，其成功是創(chuàng)新的合作模式與多方力量共同努力的結(jié)果。

  工程示范經(jīng)受考驗

  記者：2010年8月8日，采用你們技術(shù)建成的神華百萬噸級煤制烯烴示范項目成功投產(chǎn)，各項生產(chǎn)指標達都到設(shè)計要求。這套裝置至今一直穩(wěn)定運行，是不是可以說你們的技術(shù)經(jīng)受住了工業(yè)化生產(chǎn)實踐的檢驗，你們的DMTO技術(shù)不僅工藝水平上是世界先進的，在工程上也是成熟的？

  呂志輝：是的。DMTO首套百萬噸級工業(yè)化裝置是神華集團內(nèi)蒙古包頭煤制烯烴項目的核心部分，該項目于2006年12月11日通過了國家發(fā)改委核準，是國家示范工程。2009年12月26日，化工裝置（甲醇合成及上游）全部建成并中交，2010年1月16日，熱電裝置全部建成并投入使用，2010年2月6日，公用工程裝置全部建成并中交，2010年5月28日，甲醇制烯烴及下游聚烯烴裝置全部建成并中交。

  2010年6月至7月，神華包頭煤制烯烴裝置完成了各裝置的聯(lián)動試車工作。2010年8月8日甲醇投料一次成功，甲醇轉(zhuǎn)化率達到99.9%以上，乙烯加丙烯選擇性達到80%以上，所生產(chǎn)的乙烯、丙烯等產(chǎn)品完全符合聚合級烯烴產(chǎn)品的規(guī)格要求，各項指標均達到設(shè)計要求，整個裝置運行平穩(wěn)。連在現(xiàn)場觀看開車的中石化洛陽研究院專家陳俊武院士都說：“裝置開車之順利，出乎意料。”

  從2010年8月10日開始，僅歷時14天，就打通煤制烯烴全流程，生產(chǎn)出合格聚丙烯產(chǎn)品。到2010年9月29日，投料試車期結(jié)束，累計生產(chǎn)3.6萬噸聚烯烴產(chǎn)品。2011年3月23日到3月26日，進行了72小時性能考核，各項指標均達到設(shè)計要求。

  截至2011年上半年，神華包頭煤制烯烴項目累計生產(chǎn)甲醇89.15萬噸、聚烯烴產(chǎn)品27.304萬噸，累計實現(xiàn)銷售收入31億元，實現(xiàn)利潤8.75億元。

  神華包頭煤制烯烴項目投料試車的成功，標志著我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DMTO甲醇制低碳烯烴技術(shù)成功實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，開創(chuàng)了煤基能源化工產(chǎn)業(yè)新途徑，奠定了我國在世界煤制烯烴產(chǎn)業(yè)中的國際領(lǐng)先地位，對于我國石油化工原料替代、保障國家能源安全具有劃時代的重要意義。

  記者：在神華包頭百萬噸煤制烯烴項目成功投產(chǎn)后，你們在DMTO技術(shù)的進一步提高方面又做了哪些工作？

  呂志輝：為了保持DMTO技術(shù)的國際領(lǐng)先地位，甲醇制烯烴研究團隊不斷對技術(shù)進行升級改造。為了進一步提高烯烴選擇性，針對DMTO生產(chǎn)過程仍有一些C4以上（C4+）的烯烴類副產(chǎn)物，開發(fā)了甲醇轉(zhuǎn)化與烴類裂解結(jié)合的DMTO-II技術(shù)。DMTO-II大幅提高了乙烯和丙烯的產(chǎn)率，進一步擴大丙烯乙烯的可調(diào)范圍，同時大幅降低裝置的能耗，節(jié)省投資。通過DMTO-II技術(shù)的應(yīng)用，可以大幅度的減少每噸烯烴消耗的甲醇數(shù)量，預(yù)計可達到的甲醇單耗為2.6～2.7噸/噸烯烴。

  2009年7月，通過對該DMTO工業(yè)性試驗裝置的改造，對DMTO-II技術(shù)進行了工業(yè)性試驗。2010年6月26日通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的專家鑒定。鑒定結(jié)果為，DMTO-Ⅱ技術(shù)的甲醇轉(zhuǎn)化率達到99.97 %，乙烯+丙烯的選擇性達85.68%，噸乙烯+丙烯消耗甲醇2.67噸；與第一代DMTO技術(shù)相比，DMTO-II每噸烯烴甲醇消耗降低超過10%；專用催化劑流化性能良好，磨損率低，處于國際領(lǐng)先水平。

  技術(shù)推廣前景可期

  記者：您對中國發(fā)展非石油路線制烯烴產(chǎn)業(yè)有何建議？

  呂志輝：針對全球石油資源的有限性，非石油路線的化工產(chǎn)業(yè)可稱為是“明日工業(yè)”。由于“富煤少油”的國情，中國發(fā)展非石油烯烴產(chǎn)業(yè)勢在必行。這不僅可以為化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟一條新路，也為即將到來的全球大規(guī)模石油替代工業(yè)的發(fā)展占得先機。

  以甲醇為原料生產(chǎn)烯烴，原則上只要原料質(zhì)量得到保障，其來源途徑可以是廣泛的，并不一定局限于煤炭資源。但在我國，煤經(jīng)甲醇制烯烴將是一條主要的應(yīng)用途徑之一。煉焦過程中副產(chǎn)的焦爐煤氣也可以生產(chǎn)甲醇再轉(zhuǎn)化為烯烴；進口甲醇制烯烴是值得重視的發(fā)展方向。

  很多沿海中小企業(yè)尤其是民營企業(yè)，生產(chǎn)精細化學(xué)品缺乏原料來源，對乙烯、丙烯的需求尤為旺盛。對于這些地區(qū)，通過進口甲醇以DMTO方式來生產(chǎn)烯烴產(chǎn)品，可以有效解決烯烴原料的來源問題。同時，還可以擺脫這些地區(qū)對煤、水等資源的依賴，市場決定廠址，將甲醇制烯烴裝置建在東南沿海等地區(qū)，也便于整合人才、資金，實現(xiàn)收益最大化。

  通過采取積極手段穩(wěn)定甲醇供應(yīng)，與國外大型甲醇生產(chǎn)商或供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系，確保穩(wěn)定的供應(yīng)量，同時建立相應(yīng)的甲醇儲備機制，穩(wěn)定價格，一方面可以解決烯烴生產(chǎn)原料的來源，另一方面節(jié)約了石油和煤炭資源，支持可持續(xù)發(fā)展。此外，與天然氣資源豐富的國家和地區(qū)開展經(jīng)濟合作，通過共同建廠等方式解決甲醇原料問題，都將為烯烴的生產(chǎn)提供可靠保障。

  結(jié)合國內(nèi)外市場需求和行業(yè)情況，DMTO技術(shù)具有廣闊的市場前景，除了煤制烯烴生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品，還可以通過DMTO技術(shù)生產(chǎn)的乙烯、丙烯發(fā)展下游精細化學(xué)品、對聚氯乙烯行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)升級和對現(xiàn)有的乙烯廠進行擴能改造。

  記者：目前，除神華包頭煤制烯烴示范項目外，我國的DMTO技術(shù)還取得了哪些產(chǎn)業(yè)化成果？

  呂志輝：作為甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)專利商，新興能源科技有限公司（簡稱“新興公司”）已在國內(nèi)簽訂DMTO技術(shù)許可合同十余套，截止至2011年底，合同許可的烯烴總產(chǎn)能已達700多萬噸/年。目前，美國、德國、法國、南非、日本、韓國等多個國家的相關(guān)企業(yè)，正在與新興公司積極洽談甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)許可事宜，低碳烯烴原料多元化發(fā)展的新途徑得到世界各國的普遍關(guān)注。
由于全國甲醇產(chǎn)能嚴重過剩，各地都希望通過發(fā)展甲醇制取低碳烯烴產(chǎn)業(yè)消耗過剩甲醇產(chǎn)能。如果國家明晰了甲醇制取低碳烯烴產(chǎn)業(yè)政策，我國甲醇制取低碳烯烴產(chǎn)業(yè)將獲得超常發(fā)展。預(yù)計，到“十二五”中后期，全國甲醇制取低碳烯烴規(guī)模將達800萬～1000萬噸，可以作為石油制烯烴的有益補充，為國家節(jié)約大量的石油資源。

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  新興能源科技有限公司發(fā)展大事記

  新興能源科技有限公司成立于2004年8月25日，是由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、陜西煤業(yè)化工集團和正大煤化有限公司共同組建的一家中外合資公司。公司依托中國科學(xué)院強大的技術(shù)開發(fā)實力，以推廣中科院自主開發(fā)的專利、專有技術(shù)為主營業(yè)務(wù)，以技術(shù)推廣、技術(shù)營銷、技術(shù)服務(wù)為主要工作內(nèi)容，是國內(nèi)在煤制烯烴及其相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域最專業(yè)、最權(quán)威的專利專有技術(shù)供應(yīng)商之一。

  新興能源科技有限公司（以下簡稱“新興公司”）成立的主要任務(wù)是與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所及洛陽石油化工工程公司合作開發(fā)甲醇制取低碳烯烴（DMTO）工業(yè)化試驗技術(shù)。多年來，來自中國科學(xué)院自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新技術(shù)源源不斷的進入新興公司，新興公司在作為專利、專有技術(shù)運營商的路上越走越遠，路子越走越寬。目前，該公司已成長為具有很好投資價值和發(fā)展?jié)摿Φ膰H化綜合性高成長的科技公司，為推動我國自有知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化發(fā)揮越來越大的積極作用，為科技興國做出更大的貢獻。

  2004年8月25日，由陜西省投資集團、正大煤化有限公司和陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司共同發(fā)起的陜西新興煤化工科技發(fā)展有限責任公司注冊成立。

  2005年12月份，甲醇制取低碳烯烴（DMTO）工業(yè)化試驗裝置建設(shè)竣工。2006年元月，世界第一套萬噸級DMTO工業(yè)性試驗項目進入流化試驗階段。2006年6月22日，試驗結(jié)束，各項工藝技術(shù)指標穩(wěn)定。

  2006年8月23日，中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會在北京組織召開了《甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術(shù)開發(fā)項目科技成果鑒定會》，專家組認為：該工業(yè)化試驗裝置是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，裝置運行穩(wěn)定，安全可靠，技術(shù)指標先進，是目前世界上唯一的萬噸級甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)化試驗裝置。

  2006年8月24日，陜西省人民政府和中國科學(xué)院在北京人民大會堂聯(lián)合舉行的新聞發(fā)布會正式對外宣布，世界首套萬噸級DMTO工業(yè)化試驗在陜西喜獲成功。

  2007年3月19日，“甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)開發(fā)”工業(yè)性試驗項目入選“中國科學(xué)院2006年度十大重要創(chuàng)新成果”。

  2007年9月17日，與神華集團在北京舉行了60萬噸（烯烴）/年甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同簽訂儀式，標志著具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DMTO技術(shù)在走向工業(yè)化的道路上邁出了關(guān)鍵的一步。

  2008年，大連化物所將DMTO知識產(chǎn)權(quán)注入新興公司，對公司進行了重組，重組后的新興公司是由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、陜西煤業(yè)化工集團和正大煤化有限公司共同組建的一家中外合資公司。

  2008年6月，與大連化學(xué)物理研究所共建的“甲醇制烯烴國家工程實驗室”獲國家發(fā)展和改革委員會批準。

  2008年11月25日，經(jīng)國家工商總局核準，重組后的新興公司名稱變更為“新興能源科技有限公司”。 2010年8月8日，世界首套以煤炭為原料生產(chǎn)石化產(chǎn)品聚烯烴生產(chǎn)線——神華集團包頭煤制烯烴工程投料試車一次成功。這標志著采用我國自主知識產(chǎn)權(quán)DMTO技術(shù)商業(yè)化項目取得突破性進展和重大成果，奠定了我國在世界煤基烯烴工業(yè)化產(chǎn)業(yè)中的國際領(lǐng)先地位，開創(chuàng)了煤基能源化工產(chǎn)業(yè)新途徑。

  2010年11月14日，取得國家商標總局下發(fā)的“DMTO”和“SYN”商標注冊證書。

  2011年10月，與大連化學(xué)物理研究所共建的“國家能源低碳催化與工程研發(fā)中心”被國家能源局批準成立。

  2011年1月，“新一代甲醇制低碳烯烴（DMTO-II）技術(shù)”入選2010年中國十大科技進展新聞。

  2011年7月，新興公司為積極鼓勵自主創(chuàng)新，配合第五屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽，首次公開甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新的實踐能力，致力于推動國家和民族科技發(fā)展，為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，多角度詮釋了造福大眾的社會責任。

   2011年12月26日，新興公司標識“SYN”獲陜西省著名商標。

  2012年2月24日，新興能源科技有限公司獲陜西省“2011年度全省技術(shù)交易工作先進單位”榮譽稱號。